一种海底多金属硫化物低扰动采矿装备制造技术

本发明专利技术公开了一种海底多金属硫化物低扰动采矿装备，包括钻裂装置、收集装置、破碎装置及行走装置；所述的钻裂装置和收集装置安装在行走装置的前端；破碎装置安装在行走装置的后端，破碎装置的后端与矿物管道输送装置相连。本发明专利技术作业范围大，开采扰动小，有效地减少了装备行走和破碎对海底环境的破坏。装备行走和破碎对海底环境的破坏。装备行走和破碎对海底环境的破坏。

【技术实现步骤摘要】
一种海底多金属硫化物低扰动采矿装备


[0001]本专利技术属于海底采矿装备
，特别涉及一种海底多金属硫化物开采装备。

技术介绍

[0002]随着海底勘探技术的发展，人们在浩瀚的海洋底部发现了丰富的矿产资源，其贵金属和稀有元素储量极具有开发前景。已探明的具有商业开采前景的固体矿产资源主要包括富钴结壳、多金属结核和多金属硫化物，目前国内外已有组织机构针对富钴结壳和多金属结核采矿车进行了海试测试，海底矿产资源开发权争夺和相关技术的发展愈演愈烈。
[0003]多金属硫化物是由海底热液喷发之后冷却堆积的产物，其成形形状多为块状，但其厚度高达十几米或数十米，大量赋存在2500m水深附近。国内学者通过对海底多金属硫化物样品进行力学性能测试，在文献（李艳,等.深海多金属硫化物开采技术[J].中国有色金属学报,2021,31(10):2889
‑
2901.）中指出海底多金属硫化物的破碎性能类似于煤，提出了镐形截齿切削刀具的破碎方式；国外鹦鹉螺矿业公司则验证了旋轮式切削刀盘采集多金属硫化物的可行性。目前已公开的装备技术多是利用切削的破碎方式。
[0004]切削装备在推进作业过程中，作业扰动大，对海底环境和生物的栖息地造成了难以修复的破坏。海底多金属硫化物因其堆积形成的烟囱状的赋存状态，为本专利技术的设计提供了客观条件，通过钻裂、收集、再破碎的开采方式，本专利技术在开采多金属硫化物矿物过程中，能有效地降低对环境的扰动。

技术实现思路

[0005]为了解决上述问题，本专利技术提供一种通过钻裂、收集、再破碎的方式，有效降低在采矿过程中对海底环境的扰动的海底多金属硫化物的采矿设备。
[0006]本专利技术采用的技术方案是：一种海底多金属硫化物低扰动采矿装备，包括钻裂装置、收集装置、破碎装置及行走装置；钻裂装置和收集装置安装在行走装置的前端；破碎装置安装在行走装置上。
[0007]上述的海底多金属硫化物低扰动采矿装备中，所述钻裂装置包括钻机和/或劈裂机、导轨架、大臂Ⅰ、小臂Ⅰ、液压油缸Ⅰ、液压油缸Ⅱ、支座和相机Ⅰ；支座固定安装在行走装置前端；大臂Ⅰ一端与支座进行铰接，另一端与小臂Ⅰ铰接；液压油缸Ⅰ一端与支座铰接，另一端与大臂Ⅰ铰接；液压油缸Ⅱ一端与大臂Ⅰ中部铰接，另一端与小臂Ⅰ的尾端铰接；导轨架固定地安装在小臂Ⅰ上，钻机和/或劈裂机固定安装在导轨架上，钻机和/或劈裂机能沿各导轨架移动；相机Ⅰ固定安装在小臂Ⅰ的上。
[0008]上述的海底多金属硫化物低扰动采矿装备中，所述的导轨架包括导轨、滑块、支撑板Ⅰ、支撑板Ⅱ、固定板、液压油缸Ⅲ及导杆；滑块设置在导轨上，能沿着导轨滑动；支撑板Ⅰ、支撑板Ⅱ分别固定安装在导轨两端，支撑板Ⅰ、支撑板Ⅱ安装在小臂Ⅰ上；液压油缸Ⅲ置于导轨下方，液压油缸缸体固定地安装在支撑板上，液压油缸活塞杆固定地安装在固定板上；导杆一端固定连接在滑块上，另一端穿过支撑板Ⅱ固定安装在固定板上；所述的钻机和/或劈
裂机安装在滑块上。
[0009]上述的海底多金属硫化物低扰动采矿装备中，所述的支撑板Ⅰ上设有一圆孔I，用于钻机的钻杆或劈裂机的劈裂头定位；所述的支撑板Ⅱ上设有一U型槽和两个圆孔Ⅱ，两个圆孔Ⅱ对称设置在U型槽两侧，U型槽用于液压油缸Ⅲ的定位，两个圆孔Ⅱ分别与两个导杆间隙配合。
[0010]上述的海底多金属硫化物低扰动采矿装备中，所述的收集装置包括回转支撑座、基座、大臂Ⅱ、小臂Ⅱ、液压油缸Ⅳ、液压油缸
Ⅴ
、液压油缸
Ⅵ
、连杆Ⅰ、连杆Ⅱ、机械爪回转座、机械爪安装基座、机械爪Ⅰ、机械爪Ⅱ和相机Ⅱ；所述的回转支撑座固定安装在行走装置上，所述的回转支撑座上安装有液压马达Ⅰ，液压马达Ⅰ的输出端与基座固定连接；大臂Ⅱ一端与基座铰接连接，另一端与小臂Ⅱ的尾端铰接连接；液压油缸Ⅳ两端分别于基座和大臂Ⅱ铰接；液压油缸
Ⅴ
两端分别与大臂Ⅱ中部和小臂Ⅱ的尾端铰接；液压油缸
Ⅵ
两端分别与小臂Ⅱ的尾端和连杆Ⅰ铰接，连杆Ⅰ的另一端铰接在小臂Ⅱ上；连杆Ⅱ一端与机械爪回转座铰接连接，另一端与连杆Ⅰ和液压油缸
Ⅵ
铰接的铰接轴铰接；机械爪回转座与小臂Ⅱ的前端铰接，所述机械爪回转座上安装有液压马达Ⅱ，液压马达Ⅱ的输出端与机械爪安装基座固定连接，驱动马达、机械爪Ⅰ固定安装在机械爪安装基座上，机械爪Ⅱ与机械爪安装基座铰接，驱动马达输出轴与机械爪铰接轴固定连接；相机Ⅱ固定安装在小臂Ⅱ上。
[0011]上述的海底多金属硫化物低扰动采矿装备中，破碎装置后方设有矿物出口，与矿物输送管道相连接。
[0012]上述的海底多金属硫化物低扰动采矿装备中，所述的行走装置包括底盘、车体和照明灯；底盘两侧分别设有一履带，底盘上有回转支撑座；车体通过回转支撑座与底盘铰接，车体可沿回转支撑座轴线周向转动；照明灯固定的安装在车体上。
[0013]与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：1、本专利技术针对海底多金属硫化物提出了一种钻裂—收集—再破碎的采矿方式。
[0014]2、本专利技术车架与收集装置均可进行360
°
的转动，显著地提高了作业范围。
[0015]3、与现有的切削的采掘方式相比，本专利技术能较好地降低对海底环境的扰动，保护海底生物的栖息地。
附图说明
[0016]图1为本专利技术的立体图。
[0017]图2为本专利技术的主视图。
[0018]图3为本专利技术的钻裂装置的立体图。
[0019]图4为本专利技术的钻裂装置的左视图。
[0020]图5为本专利技术的导轨的结构示意图。
[0021]图6为本专利技术的收集装置的结构示意图。
[0022]图中：1—钻裂装置；101—大臂Ⅰ；102—液压油缸Ⅰ；103—钻机；104—小臂Ⅰ；105—劈裂机；106—导轨架；1061—支撑板Ⅰ；1062—导轨；1063—滑块；1064—液压油缸Ⅲ，1065—导杆；1066—支撑板Ⅱ；1067—固定板；107—液压油缸Ⅱ；108—支座；109—相机Ⅰ；2—收集装置；201—液压油缸
Ⅴ
；202—大臂Ⅱ；203—小臂Ⅱ；204—液压油缸
Ⅵ
；205—连杆Ⅰ；206—连杆Ⅱ；207—机械爪回转座；208—机械爪安装基座；209—机械爪Ⅰ；210—机械爪
Ⅱ
；211—液压油缸Ⅳ；212—基座；213—回转支撑座；214—相机Ⅱ；3—破碎装置；4—行走装置；401—底盘；402—车体；403—照明灯。
[0023]具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步说明。
[0024]如图1
‑
6所示，本专利技术包括钻裂装置1、收集装置2、破碎装置3、行走装置4。钻裂装置1和破碎装置2安装于行走装置4的前端，破碎装置3安装于行走装置4的后端，实现整个装置的重心平衡。
[0025]所述的钻裂装置1包括大臂Ⅰ101、液压油缸Ⅰ102、钻机103、小臂Ⅰ104、劈裂机105、导轨架106、液压油缸Ⅱ107、支座108、相机Ⅰ本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种海底多金属硫化物低扰动采矿装备，其特征在于：包括钻裂装置、收集装置、破碎装置及行走装置；钻裂装置和收集装置安装在行走装置的前端；破碎装置安装在行走装置上。2.根据权利要求1所述的海底多金属硫化物低扰动采矿装备，其特征在于：所述钻裂装置包括钻机和/或劈裂机、导轨架、大臂Ⅰ、小臂Ⅰ、液压油缸Ⅰ、液压油缸Ⅱ、支座和相机Ⅰ；支座固定安装在行走装置前端；大臂Ⅰ一端与支座进行铰接，另一端与小臂Ⅰ铰接；液压油缸Ⅰ一端与支座铰接，另一端与大臂Ⅰ铰接；液压油缸Ⅱ一端与大臂Ⅰ中部铰接，另一端与小臂Ⅰ的尾端铰接；导轨架固定地安装在小臂Ⅰ上，钻机和/或劈裂机固定安装在导轨架上，钻机和/或劈裂机能沿各导轨架移动；相机Ⅰ固定安装在小臂Ⅰ的上。3.根据权利要求2所述的海底多金属硫化物低扰动采矿装备，其特征在于：所述的导轨架包括导轨、滑块、支撑板Ⅰ、支撑板Ⅱ、固定板、液压油缸Ⅲ及导杆；滑块设置在导轨上，能沿着导轨滑动；支撑板Ⅰ、支撑板Ⅱ分别固定安装在导轨两端，支撑板Ⅰ、支撑板Ⅱ安装在小臂Ⅰ上；液压油缸Ⅲ置于导轨下方，液压油缸缸体固定地安装在支撑板上，液压油缸活塞杆固定地安装在固定板上；导杆一端固定连接在滑块上，另一端穿过支撑板Ⅱ固定安装在固定板上；所述的钻机和/或劈裂机安装在滑块上。4.根据权利要求3所述的海底多金属硫化物低扰动采矿装备，其特征在于：所述的支撑板Ⅰ上设有一圆孔Ⅰ，用于钻机的钻杆或劈裂机的劈裂头定位；所述的支撑板Ⅱ上设有一U型槽和两个圆孔Ⅱ，两个圆孔Ⅱ对称设置在U型槽两侧，U型槽用于液压油缸Ⅲ的定位，两个圆孔Ⅱ分别与两个导杆间隙配合。5.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张兵，彭佑多，刘广平，何银强，江山强，薛原野，孙凯，
申请(专利权)人：湖南科技大学，
类型：发明
国别省市：